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Die Erfindung betrifft einen kontinuierlich betreibbaren Vergaserkessel für feste Brennstoffe, insbesondere stückige Biomasse, wie Pellets, Hackschnitzel, loses Material und Briketts, wobei der Vergaserkessel nach dem Prinzip des unteren Abbrandes betrieben wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbrennen dieser festen Brennstoffe sowie die Verwendung des Vergaserkessels zur Verbrennung von festen Brennstoffen.
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Bei der Verbrennung von Biomasse im Allgemeinen bzw. Holzhackschnitzeln oder alternativen biogenen Einsatzstoffen im Speziellen entstehen Feinstaubemissionen. Ein Großteil der Hackschnitzelfeuerungen, die neu auf den Markt gebracht werden, erreichen mit erheblichen Anstrengungen im Bereich primärer Maßnahmen und strengen Vorgaben für Nutzer und Brennstoff die aktuellen Grenzwerte. Eine langfristige und dauerhafte Einhaltung der verschärften Grenzwerte in der Praxis ist jedoch auf Grund schwankender Brennstoffqualitäten sowie der zunehmenden Verschmutzung der Anlagen mehr als fraglich.
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Ein weiteres Problem insbesondere bei Brennstoffen niedrigerer Qualität oder alternativen Biobrennstoffen, wie z.B. Stroh, ist neben den Feinstaubemissionen die Verschlackungsneigung der Asche. Diese kann zu Störungen und Stillständen der Anlagen führen. Durch eine gleichmäßigere Temperaturverteilung am Rost sowie einen geringen Einfluss der Strahlungswärme aus der sekundären Reaktionszone wird die Temperatur in der primären Reaktionszone auf einem geringeren Niveau gehalten. Durch das geringere Temperaturniveau werden Verschlackungen und Agglomerationen reduziert bzw. unterbunden.
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Vor diesem Hintergrund müssen neuartige Technologien und Produkte entwickelt werden, die primärseitig eine weitere Reduktion der Rohgas-Staubemissionen sowie eine Flexibilisierung der Brennstoffnutzung ermöglichen.
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Stand der Technik bei der Verbrennung von stückiger Biomasse sind Vorschubrostfeuerungen bzw. Schalenbrenner mit oberem Abbrand (Kaltschmitt, M. et al. (Hrsg.), Energie aus Biomasse. Grundlagen, Techniken und Verfahren, 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, 2016). Die Primärluft durchströmt dabei den Rost an definierten, meist düsenförmigen Öffnungen mit hoher Geschwindigkeit. In Folge der Düsenwirkung können sich besonders heiße Zonen ausbilden, die bei der Verwendung von Holzhackschnitzeln mit niederer Qualität sowie alternativen Biobrennstoffen zu Verschlackungen führen. Ein stationärer Betrieb mit gleichbleibenden Emissionen ist quasi nicht mehr möglich. Des Weiteren kommt es durch die Düsenwirkung zu einer vermehrten Bildung an Feinstaubemissionen.
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Im Folgenden werden drei marktverfügbare Ansätze skizziert, die zur Minderung der Staubemissionen führen sollen. Die vorgestellten Feuerungsarten sind jedoch für differierende Leistungsbereiche sowie Einsatzbereiche ausgelegt.
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Das Prinzip des unteren Abbrands findet v.a. Anwendung in Scheitholzvergaserkesseln bzw. Pelletöfen in kleineren Leistungsbereichen. Ein Beispiel für einen Scheitholzvergaser mit unterem Abbrand ist der Bionic Fire der Attika Feuer GmbH (6330 Cham, Schweiz). Der Bionic Fire ist als vollautomatisch geregelter Kaminofen mit Sturzfeuerung ausgeführt und besitzt eine Nennleistung von 4,6 kW. Nach Anheizen des Kaminofens im Oberbrand wechselt dieser automatisch in den Sturzbrand. Laut Angaben des Herstellers können Staubwerte von 4 mg/Nm3 realisiert werden. Allerdings ist dieser Vergaserkessel auf den Einsatz von Scheitholz beschränkt. Der Kessel ist nicht für den kontinuierlichen Betrieb ausgelegt. Er verfügt nicht über einen automatisierten Ascheabtransport und ist auf Kaminöfen und damit auf niedrigere Leistungsbereiche (üblicherweise <20 kW) beschränkt.
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Ein marktverfügbares System für die Vergasung von Hackschnitzeln ist der PuroWIN der Fa. Windhager. Die Technik des PuroWIN beruht auf dem Prinzip der Gegenstromvergasung. Im unteren Teil der Vergasereinheit entsteht nach der Zündung ein Glutbett, das vertikal von unten nach oben von dem Holzgas durchströmt wird. Die darüber liegende Holzhackschnitzelschüttung fungiert als Filtereinheit. Die Verbrennung der gasförmigen Bestandteile findet oberhalb der Schüttung statt. Die Hackschnitzelheizung wird vom Hersteller mit einer Nennleistung zwischen 7 - 60 kW angeboten. Die Fa. Windhager gibt in ihrem Prospekt Staubwerte < 1 mg/Nm3 an. Trotz dieser hervorragenden Staubwerte bleibt der PuroWIN hinsichtlich des Leistungsbereichs sowie der Qualität des Brennstoffs insbesondere durch das Entaschungssystem limitiert. Die Praxistauglichkeit des Entaschungssystems insbesondere in den Leistungsbereichen >40 kW hat sich noch nicht erwiesen.
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Diese Anlage basiert auf dem Prinzip eines Gegenstromvergasers mit direkt nachgeschalteter Stufe zum Ausbrand der gasförmigen Komponenten. Das Brenngas wird nicht nach unten abgeführt. Die Anlage basiert daher nicht auf dem Prinzip des unteren Abbrands. Ferner verfügt die Anlage nicht über einen bewegbaren Rost.
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Ein weiteres marktverfügbares System für Holzhackschnitzel ist der Feuerungstyp „Turner“ der Firma Lopper. Dieser arbeitet nach dem Prinzip des seitlichen bzw. unteren Abbrands, wobei das entstehende Holzgas zur Seite bzw. nach unten geleitet wird. Das Glutbett liegt auf einem rotierenden Scheibenrollrost über den die Primärluft von unten zugeführt und die verbleibende Asche abtransportiert wird. Je nach Nennleistung des Kessels werden laut Angaben des Herstellers Staubwerte bis zu max. 20 mg/Nm3 erreicht. Bei schlechteren Brennstoffqualitäten mit höheren Ascheanteilen ist jedoch mit Schwierigkeiten beim Abtransport der Asche zu rechnen. Kommt es zur Bildung von Agglomeraten ist ein Abtransport nicht mehr möglich.
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Der „Turner“ verfügt nicht über einen Vorschubrost, sondern über einen rotierenden Scheibenrollrost. Es wird ferner keine separate Zone zum Koksausbrand definiert, und es gibt keine Oxidationszone durch Maßnahmen wie eine konstruktive Verjüngung für die Zugabe von Heißluft oder O2-Anreicherung.
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Die
DE 20 2008 000 034 U1 beschreibt einen Heizkessel mit einem Brennstofffüllraum mit einer ersten Vergasungs- und Brennzone, ein sich darüber befindliche Primärluftzufuhr, die als regelbare Klappe in die Brennstoffzufuhrklappe integriert ist, sowie einen wassergekühlten Rost. In diesem Heizkessel können Bio-Festbrennstoffe, wie Holz, verbrannt werden.
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Die
DE 20 2014 101 723 U1 betrifft eine Heizvorrichtung, die eine Luftzufuhr aufweist, die unterhalb der Brennstoffeintragsöffnung angebracht ist. Ferner offenbart dieser Stand der Technik, dass in der Heizvorrichtung ein Verbrennungsrost vorliegt, der mehrteilig ausgebildet ist und wenigstens ein mittleres Rostelement aufweist, welche in Bezug auf weitere Rostelemente verschiebbar ist.
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Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen kontinuierlich betreibbaren Vergaserkessel sowie ein Verfahren zur Verbrennung von festen Brennstoffen mit jeweils verbesserten Eigenschaften bereitzustellen, insbesondere wobei die Bildung von Feinstaub und das Auftreten von Verschlackung reduziert wird.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Vergaserkessel nach Anspruch 1, dessen Verwendung nach Anspruch 15 und ein Verfahren nach Anspruch 12. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird ein kontinuierlich betreibbarer Vergaserkessel für feste Brennstoffe nach dem Prinzip des unteren Abbrandes vorgeschlagen. Der Vergaserkessel enthält:
- a) eine Oxidationszone;
- b) eine Zufuhreinrichtung für den festen Brennstoff, wobei die Zufuhreinrichtung sich oberhalb der Oxidationszone befindet;
- c) eine Zufuhreinrichtung für Primärluft, die sich oberhalb der Zufuhreinrichtung für den festen Brennstoff befindet;
- d) einen Vorschub- oder einen Rückschubrost, der sich unterhalb der Oxidationszone befindet; und
- e) eine Sekundärbrennkammer unterhalb des Vorschubs- oder Rückschubrostes.
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Der erfindungsgemäße Vergaserkessel wird nach dem Prinzip des unteren Abbrandes betrieben. Dabei wird der Brennstoff nur von unten angeflammt. Dadurch breitet sich sie Flamme nur in den unteren Schichten des Brennstoffes aus. Die zur Verbrennung erforderliche Primärluft wird beim Prinzip des unteren Abbrandes von oben nach unten durch den Brennstoff geleitet. Dabei gilt im Sinne der vorliegenden Erfindung für die Begriffe „oben“ und „unten“ die Standfläche des Vergaserkessels als unterster Referenzpunkt, d.h. wenn beispielsweise beim Prinzip des unteren Abbrandes Primärluft von oben nach unten geleitet wird, dann bedeutet dies, dass die Primärluft von oben Richtung der Standfläche des Vergaserkessels geführt wird.
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In dem erfindungsgemäßen Vergaserkessel wird entweder ein Vorschubrost oder ein Rückschubrost eingesetzt. Diese sehen ähnlich aus wie eine flach liegende Treppe. Sie können ein Gefälle von 0° bis 30°, insbesondere 8° bis 15°, aufweisen. Der Brennstoff wird über den Rost bewegt, indem sich einige Treppenstufen, beispielsweise jede zweite oder zwei von drei, oszillierend vor und zurück bewegen und so den Brennstoff vorwärts schieben, die durch die Schwerkraft vermittelte Bewegung unterstützen und verstärken oder der durch die Schwerkraft vermittelten Bewegung entgegenwirken, um den Transport zu verlangsamen. Sowohl beim Vorschubrost als auch beim Rückschubrost wird letztendlich der Brennstoff entlang der Fläche des Rostes bewegt.
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Mit dem erfindungsgemäßen kontinuierlich betreibbaren Vergaserkessel wird eine Bauform von Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe, insbesondere stückige Biomasse (Pellets, Hackschnitzel, loses Material, Briketts), angegeben, welche ein deutlich reduziertes Emissionsverhalten von Feinstaub aufweist und das Auftreten schadhafter Verschlackungen reduziert. Durch die Kombination des Prinzips des unteren Abbrands mit einem leistungsfähigen Rost zum Weitertransport und der Schürung des Glutbetts entsteht ein neues Feuerungskonzept.
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Die Feuerung ist so konzipiert, dass sie nach dem Prinzip des untern Abbrandes betrieben wird. Der im erfindungsgemäßen Vergaserkessel enthaltene feste Brennstoff wird von oben nach unten von Primärluft durchströmt, wodurch eine gleichmäßige Anströmung des Glutbetts erreicht wird. Dazu befindet sich die Zufuhreinrichtung für Primärluft oberhalb der Zufuhreinrichtung für den festen Brennstoff und somit insgesamt oberhalb des im Vergaserkessel enthaltenen festen Brennstoffes sowie ferner ebenfalls oberhalb der Oxidationszone.
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Der Brennstoff wird über eine Zufuhreinrichtung für den Brennstoff in den Vergaserkessel und somit in die Brennkammer und letztendlich in die Oxidationszone gefördert. Besonders günstige Beispiele für solche Zufuhreinrichtungen für den festen Brennstoff sind mechanische Fördereinrichtungen, insbesondere Schnecken, ein Förderband oder ein Stößel. Im Anschluss an die Oxidationszone fällt der Brennstoff auf den Vorschub- oder Rückschubrost. Dieser ist insbesondere als beweglicher Stufenrost, d.h. ein Vorschubrost, ausgeführt, wobei die Stufen in unterschiedlichen Winkeln von 0° bis maximal 30° ausgeführt sein können. Ferner kann jede zweite oder es können zwei von drei Stufen bewegt werden. Die Stufen können als Balken über die gesamte Breite ausgeführt oder aus Roststäben zusammengesetzt sein. Roststab bzw. Balken können aus Stahl, Stahlguss, Keramik bzw. einer Sandwichbauweise ausgeführt sein, wie sie üblicherweise für solche Roste eingesetzt werden. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Wanderrost verwendet werden. Dieser enthält ein endloses Rostband mit beweglichen Gliedern, ähnlich einem Förderband. Das Rostband wird über zumindest zwei Rollen geführt und beispielsweise mit einem Zahnradantrieb bewegt. Der bewegte Rost kann mit unterschiedlichen Rostzonen gestaltet sein, wobei die Rostzonen einen separaten Antrieb, unterschiedliche geometrische Bauformen bzw. unterschiedliche Rostwinkel aufweisen können. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Rost eine Wasserkühlung aufweisen, um dessen Beschädigung bei hohen Verbrennungstemperaturen zu vermeiden.
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Durch den Rost wird der Koks in eine separate Zone für den Koksausbrand transportiert, wo der Ausbrand des festen Brennstoffs bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen stattfindet. Somit weist in einigen Ausführungsformen der erfindungsgemäße Vergaserkessel eine Zone für den Koksausbrand auf.
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In einigen Ausführungsformen weist der Vergaserkessel eine Ascheaustrageinrichtung auf. Die resultierende Asche wird durch den Rost in die Ascheaustrageinrichtung gefördert, welche die Asche in einen dafür vorgesehenen Behälter weitertransportiert. Die Ascheaustrageinrichtung kann beispielsweise als Förderschnecke, Kratzkettenförderer oder Förderband ausgeführt sein. Dadurch ist es möglich, die Asche kontinuierlich zu entfernen, wodurch ein kontinuierlicher Betrieb des Vergaserkessels möglich wird.
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In einigen Ausführungsformen weist der Vergaserkessel mechanische Einbauten auf, die dazu angepasst sind, Wandströmungen zu vermindern. Solche mechanischen Einbauten können als Leitbleche am Rand des Brennraums in Form eines Winkels von 10° bis 90° oder in Form eines gebogenen Bleches, beispielsweise in Form eines Halbkreises, ausgestaltet sein. Durch diese mechanischen Einbauten wird sichergestellt, dass eine unerwünschte Randströmung vermindert wird.
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In einigen Ausführungsformen weist der Vergaserkessel eine Schütthöhenausgleichseinrichtung auf, die dazu angepasst ist, die Schütthöhe des Brennstoffes auszugleichen. Damit wird eine gleichmäßige Schüttung des festen Brennstoffes erzielt. Die Schütthöhenausgleichseinrichtung kann ausgeführt werden als Rechen oder als rotierendes Element, beispielsweise als eine Welle mit Anbauten zur Verteilung der Schüttung. Über einen gegebenenfalls vorhandenen Füllstandsmesser kann die Schütthöhe in üblicher Weise überwacht werden. Ein Füllstandsmesser kann ausgeführt sein beispielsweise als mechanischer Sensor, insbesondere als Flügelrad oder Vibrationssensor.
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Der erfindungsgemäße Vergaserkessel kann in einigen Ausführungsformen mindestens einen Temperatursensor aufweisen. Dieser erfasst die Temperaturen im Brennstoffbett und dient als Regelgröße zur Kontrolle der Reaktionsfront. Eine Fallhöhe bzw. Höhendifferenz von mindestens 100 mm zwischen Brennstoffeintrag und Schüttung kann dazu dienen, einen Rückbrand zu verhindern. Eine zusätzliche Rückbrandsicherung entsprechend regulatorischen (gesetzlichen) Vorgaben, z.B. über eine temperaturgeregelte Löschvorrichtung, kann ebenfalls vorgesehen sein.
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Der erfindungsgemäße Vergaserkessel kann in einigen Ausführungsformen im Bereich der Oxidationszone eine Verjüngung aufweisen. Die Verjüngung kann eine bzw. mehrere Zufuhrleitung/en für Heißluft und/oder Sauerstoff und/oder heißer Rauchgase aufweisen. Eine solche Verjüngung der Oxidationszone kann beispielsweise durch mechanische Vorrichtungen, insbesondere aus Stahl oder keramischen Materialien, erreicht werden. Mit der Zufuhrleitung für Heißluft und/oder Sauerstoff und/oder heißer Rauchgase können diese Gase entweder einzeln, beliebige zwei von diesen oder alle drei in die Oxidationszone zugeführt werden.
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In einigen Ausführungsformen ist der erfindungsgemäße Vergaserkessel so konstruiert, dass die Zone für den Koksausbrand ebenfalls mit der Zufuhreinrichtung für Primärluft verbunden ist. Dadurch wird sichergestellt, dass auch Primärluft in die Zone für Koksausbrand gelangt und somit eine vollständige Verbrennung erfolgt.
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In einigen Ausführungsformen kann die im erfindungsgemäßen Vergaserkessel vorgesehene Zone für den Koksausbrand einen Regulator für die Höhe des Koks aufweisen. Damit wird eine definierte Betthöhe in der Zone für den Koksausbrand erreicht und ferner ein unkontrolliertes Abgleiten des festen Brennstoffs verhindert. Ein solcher Regulator kann aus einer Einrichtung bestehen, welche dazu angepasst ist, den Querschnitt des Übergangs zur Zone für den Koksausbrand zu reduzieren, und er kann beispielsweise in Form eines mechanischen Schiebers ausgeführt sein.
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Der erfindungsgemäße Vergaserkessel weist eine Sekundärbrennkammer unterhalb des Vorschub- oder Rückschubrosts auf. Ferner kann der Vergaserkessel eine Zufuhreinrichtung für Sekundärluft aufweisen, mit der Sekundärluft in die Sekundärbrennkammer leitbar ist. Im erfindungsgemäßen Vergaserkessel können die gasförmigen Reaktionsprodukte in die Sekundärbrennkammer strömen, die unterhalb des Vorschub- oder Rückschubrosts vorgesehen ist. Dort werden die gasförmigen Reaktionsprodukte mit Sekundärluft vermischt und verbrannt. Die räumliche Abtrennung zwischen Brennstoffbett auf dem Rost und Gasausbrand in der Sekundärbrennkammer reduziert die Einwirkung von Wärmestrahlung auf den Brennstoff und verringert somit die Temperatur im Brennstoffbett. Das heiße Rauchgas kann mit Hilfe eines Wärmeübertragers abgekühlt und die anfallende Wärme für verschiedene Abnehmer bereitgestellt werden. Abgase können in an sich bekannter Weise ausgeleitet werden.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Verbrennung fester Brennstoffe, wobei die festen Brennstoffe in den vorstehend beschriebenen Vergaserkessel eingebracht und darin verbrannt werden. Als feste Brennstoffe können in einigen Ausführungsformen stückige Biomassen eingesetzt werden, insbesondere Pellets, Hackschnitzel, loses Material und Briketts.
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Der Anfeuervorgang für die Verbrennung der festen Brennstoffe im erfindungsgemäßen Vergaserkessel kann nach folgendem Schema erfolgen. Zunächst kann der Vergaserkessel mit dem Brennstoff befüllt werden. Mit Hilfe des Heißluftgebläses kann die Zündung in der Oxidationszone erfolgen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner die Verwendung des vorstehend beschriebenen Vergaserkessels zur Verbrennung von festen Brennstoffen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Vergaserkessel und dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, werden mehrere Vorteile erhalten. Durch die Verbrennung nach dem Prinzip des unteren Abbrands wird eine gleichmäßige Anströmung des Glutbettes erreicht. Der Sauerstoff wird gleichmäßig zur Verfügung gestellt. Die Temperaturverteilung am Rost ist homogen. Zonen mit sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten werden vermieden, die Bildung sehr heißer Zonen (z.B. Glutlinien) wird reduziert. Dadurch wird einerseits die Freisetzung von Staub andererseits die Bildung von Verschlackungen unterbunden. Feinanteil wird in geringerem Umfang in die Sekundärbrennzone transportiert, was wiederum Staubemissionen und Verschlackungsprobleme im Brennraum absenkt. Daher können bestehende Grenzwerte auch mit qualitativ schlechteren und damit kostengünstigeren Brennstoffen eingehalten werden.
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Die starke Zonierung der Feuerung ermöglicht bei einer entsprechenden Optimierung der Sekundärbrennkammer höhere Rauchgastemperaturen, ohne dass dabei negative Effekte auf die Verbrennung im Primärbereich zu erwarten sind. Dadurch sind insbesondere Vorteile bei der Erzeugung von Prozessdampf oder der Integration von Systemen zur Verstromung (z.B. über thermoelektrische Generatoren) zu erreichen.
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Der erfindungsgemäße Vergaserkessel sowie das erfindungsgemäße Verfahren kann auf den folgenden technischen Anwendungsgebieten eingesetzt werden. Der erfindungsgemäße Vergaserkessel kann Wärme in einem Leistungsbereich von 100 kW bis 1 MW zur Verfügung stellen. Bei entsprechendem Bedarf können sie auch als Plattform zur Dampferzeugung dienen. Ferner kann das der Erfindung zugrunde liegende Prinzips auf Pelletheizungen übertragen werden.
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Die Biomassenutzung insbesondere im Wärmemarkt hat ein erhebliches Wachstumspotenzial. Bei zentralen Wärmeerzeugern in Deutschland dominieren noch immer fossil befeuerte Systeme. Wenn man zusätzlich in Betracht zieht, dass im Heizungsmarkt trotz der weltweiten und nationalen Klimaschutzziele noch immer Öl- und Gaskessel auch den Markt für Neuanlagen mit einem Anteil von beinahe 90% beherrschen, dann wird deutlich, dass der Anteil der Bioenergie im Wärmebereich wachsen muss, um die Klimaschutzziele zu erreichen
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Biomassepotenziale zur Abdeckung entsprechender Bedarfe sind vorhanden. In einer aktuellen Studie geht die Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe davon aus, dass die einheimische Bioenergie im Jahr 2050 rund 26 % des Primärenergieverbrauchs decken kann. Das größte Energiepotenzial bietet Energie aus der Landwirtschaft gefolgt von Energie aus der Forstwirtschaft. Bei Energie aus Holz sind noch größere Potenziale in der Nutzung von Holz aus Durchforstung und Kronenresten sowie Landschaftspflegeholz zu sehen. Stoffströme, die für eine stoffliche Nutzung weitgehend ungeeignet sind, könnten sinnvoll energetisch genutzt werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Vergaserkessel und dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Instrumente an die Hand gegeben, um in günstiger Weise feste Brennstoffe, insbesondere Biomasse, zu verbrennen, so dass ein weiterer Schritt getan werden kann, um die Verbrennung fossiler Brennstoffe zu reduzieren.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
- 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Vergaserkessels.
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Der in 1 gezeigte kontinuierlich betreibbare Vergaserkessel 1 für feste Brennstoffe wird nach dem Prinzip des unteren Abbrandes betrieben. Der Vergaserkessel 1 umfasst eine Oxidationszone 2, eine Zufuhreinrichtung für den festen Brennstoff 3, die sich oberhalb der Oxidationszone 2 befindet und kontinuierlich betrieben werden kann, eine Zufuhreinrichtung für Primärluft 4, die sich oberhalb der Zufuhreinrichtung für den festen Brennstoff und somit ebenfalls oberhalb der Oxidationszone befindet, sowie einen Vorschubrost 5, der sich unterhalb der Oxidationszone 2 befindet. Mit dem Vorschubrost 5 wird brennender fester Brennstoff abtransportiert, so dass er in die Zone für den Koksausbrand 6 gelangt. Diese Zone für den Koksausbrand 6 ist mit einer Ascheaustrageinrichtung 7 verbunden, so dass die nach der Verbrennung des festen Brennstoffes erhaltene Asche aus dem erfindungsgemäßen Vergaserkessel 1 kontinuierlich entfernt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, den erfindungsgemäßen Vergaserkessel kontinuierlich zu betreiben.
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Die Zufuhreinrichtung für Primärluft 4 ist oberhalb der Zufuhreinrichtung für den festen Brennstoff 3 und somit sowohl oberhalb der Oxidationszone 2 als auch oberhalb des Vorschubrosts 5 vorgesehen, so dass die Primärluft sowohl den festen Brennstoff insbesondere in der Oxidationszone 2 als auch den Vorschubrost 5 durchströmen kann. Die Strömungsrichtung der Primärluft ist in 1 durch Pfeile dargestellt.
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Der Vergaserkessel 1 weist mechanische Einbauten auf, die dazu angepasst sind, Randströmungen zu vermindern. Ferner sind im Vergaserkessel 1 eine Schütthöhenausgleichseinrichtung 9, mit der die Schütthöhe des Brennstoffs ausgeglichen wird, und Temperatursensoren 10 vorgesehen, die in der inneren Wand des Brennkessels 18 angebracht sind.
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Die Oxidationszone 2 weist eine Verjüngung 11 auf, wobei in der Verjüngung 11 ferner eine Zuführleitung für Heißluft und/oder Sauerstoff und/oder heißer Rauchgase 12 vorgesehen ist, über die diese Gase, d.h. Heißluft, Sauerstoff und heiße Rauchgase einzeln oder in Mischung von 2 oder 3 dieser in die Oxidationszone 2 eingebracht werden können.
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Die Zone für den Koksausbrand 6 ist mit der Zufuhreinrichtung für Primärluft 4 verbunden, so dass sie mit Primärluft durchströmt werden kann. Die Strömungsrichtung ist in 1 mittels eines Pfeils dargestellt.
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Ferner weist die Zone für den Koksausbrand 6 eine Regulator 13 für die Höhe des Koks in der Zone für den Koksausbrand 6 auf.
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Wie der 1 entnommen werden kann, weist der kontinuierliche Vergaserkessel eine Sekundärbrennkammer 14 auf, die sich unterhalb des Vorschubrosts 5 befindet. Mittels einer Zufuhreinrichtung für Sekundärluft 15 kann Sekundärluft in die Sekundärbrennkammer 14 eingeleitet werden.
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Ferner kann ein Wärmetauscher 16 und eine Ableitung für Abgase 17 vorgesehen sein.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste“ und „zweite“ Ausführungsformen definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Ausführungsformen ohne eine Rangfolge festzulegen.